风力发电变速恒频技术综述

风力发电技术大体上可分为恒速恒频 Constant-Speed Constant-Frequency(VSCF)和变速恒频 Variable-Speed Con-stant-Frequency(CSCF)两大类。恒速恒频通过保持风机转速恒定从而实现了发电频率的恒定。虽然设计简单,但也带来了风能利用率不高和对机件磨损严重等缺点。变速恒频则随着风速改变而改变叶片转速,具有效率高,变电力动力系统间的刚性连接为柔性连接等特点,是以后风力发电技术发展的方向。     

变速恒频风力发电系统的并网控制分析

通过对风力机的风功率特性分析,阐明了为最大限度地利用风能风力发电系统的主流控制方式是变速恒频的控制方式,对交流整流子、电磁滑差联接、转差频率励磁、磁场调制、交—直—交变换、双绕组双速异步、高滑差异步以及开关磁阻等几种常见的变速恒频风力发电系统的并网控制进行了介绍及对比分析,并着重分析了变速恒频双馈发电机风力发电系统的并网控制。     

变速恒频风力发电控制技术

阐述了变速恒频发电技术在风力发电中的优势,简要介绍了国内外几种主要的变速恒频风力发电控制技术,分析了无刷双馈电机、永磁同步发电机的发展及控制策略,最后对变速恒频发电系统的原理进行了总结,为进一步研究提供参考。     

几种变速恒频风力发电系统控制方案的对比分析

阐明了为最大限度利用风能,风力发电系统应采用变速恒频控制策略,并分析了变速恒频风力发电系统中功率转换子系统的主要组成环节。对4种分别采用笼型异步发电机、交流励磁双馈发电机、无刷双馈发电机和永磁发电机的变速恒频风力发电系统进行了性能对比分析。     

并网型交流励磁变速恒频风力发电系统控制研究

并网型交流励磁变速恒频风力发电系统存在不同的运行区域,各运行区域对应的控制方式有所不同。文中讨论了并网型交流励磁变速恒频风力发电系统的运行区域,指出并网控制和功率解耦控制是发电机重要的控制模式。在讨论双馈异步发电机数学模型的基础上,将磁场定向矢量控制技术应用于发电机控制,探讨了基于定子磁链定向矢量控制的并网型交流励磁变速恒频风力发电系统功率解耦控制策略和并网控制策略。构建了1台10kW的实验机组,对并网控制和功率解耦控制进行了完整的稳态、动态实验研究。实验结果表明,风力发电机控制性能优良,不但可在变速情况下可靠并网,而且并网后还能在变速恒频运行的基础上实现有功功率、无功功率的解耦控制。     

变速恒频风力发电系统的仿真研究

从交流励磁双馈发电机的数学模型出发,介绍了双馈发电机定子磁链定向矢量控制技术,推导了变速恒频双馈风力发电机空载并网的控制策略。在Matlab/Simulink环境下建立了系统模型,进行了发电机空载并网、最大风能追踪、有功无功独立调节等情况的仿真研究,仿真结果验证了控制方案的可行性。     

交流电机变速恒频风力发电技术

变速恒频风力发电系统是20世纪70年代中后期逐渐发展起来的一种新型发电系统,其结构和运行原理与传统的恒速恒频风力发电机有较大的不同.在该系统中,风力机可在很宽的风速范围内保持近乎恒定的最佳的叶尖速比,从而提高了风力机的运行效率和系统的稳定性.此外,还可以实现无电流冲击的软并网.变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视.以交流电机为基础,详细地介绍了目前国内外采用交流电机的变速恒频风力发电系统的研究现状,并对各系统的性能进行了对比、分析总结.     

变速恒频风力发电技术综述

阐述了常用的风力发电技术中的笼型异步发电机、永磁发电机、交流励磁双馈型发电机、无刷双馈发电机、磁场调制型发电机等5种变速恒频风力发电系统的原理及其应用;分析了各个系统的优缺点,并展望了发展趋势.     

变速恒频双馈风力发电负载并网控制

探讨双馈发电机并网过程运行原理,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制策略,对比和分析空载并网和负载并网的控制原理,负载并网方式并网前接有独立负载,发电机可以参与风力机的能量控制,降低了对风力机调速能力的要求和减小风对风力机的应力;建立了负载并网控制的仿真模型,仿真结果表明：并网后冲击电流较小,负载并网方式是一种较理想的变速恒频（VSCF）风力发电并网方式。     

变速恒频双馈风力发电负载并网控制

探讨双馈发电机并网过程的运行原理,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制策略,对比和分析了空载并网和负载并网的控制原理.负载并网方式并网前接有独立负载,发电机可以参与风力机的能量控制,降低了对风力机调速能力的要求,减小了风对风力机的应力;建立了负载并网控制的仿真模型,仿真结果表明:并网后冲击电流较小,负载并网方式是一种较理想的变速恒频(VSCF)风力发电并网方式.     

变速恒频风力发电机空载并网控制策略

将磁场定向的矢量控制技术应用到双馈风力发电机并网控制中,建立了交流励磁变速恒频风力发电机空载并网控制策略,实现了转子侧电流与磁链的解耦控制.为了说明该控制策略的有效性,用Matlab/Simnlink建立了空载并网仿真模型,进行了仿真分析,并在11 kW双馈风力发电系统平台上进行实验验证,仿真分析和实验结果均表明该控制...     

变速恒频风电机组的有功-频率控制

电力系统中风电容量的不断增加,对电力系统调频会产生一定的影响.通过在双馈风力发电机组的控制系统中建立频率一功率控制模块,调整风电机组的风能利用率,使风电机组迅速响应系统频率变化,实现风电机组参与系统频率调节的功能.以IEEE 10机39节点为例,在系统发生切机故障导致频率下降时,所提出的方法能使风电机组配合系统调频,在...     

兆瓦级变速恒频风力发电机组控制系统

基于定子磁链定向的双馈电机控制理论，采用双PWM变换器结构，完成了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组的控制系统。其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略，转子侧变换器并网前采用转子电流开环控制策略，并网后采用有功、无功电流闭环解耦控制策略。该系统完成了亚同步、超同步运行时的系统满载实验以及模拟风速变化情况时系统有功、无功功率解耦控制的实验。实验结果验证了控制系统的可行性。     

1.5MW双馈式变速恒频风电机组控制系统研究

变速恒频风电机组具有风能转换效率高、能吸收阵风能量、可以实现发电机和电力系统的柔性连接、“零冲击”并网、运行噪声小等优点,是国际上现代风力发电的主要发展方向之一。文章针对变速恒频风电机组的变速控制方式进行了研究,且以兆瓦级变速恒频风电机组为模型,对几种变速控制策略进行了仿真。并在对分析仿真结果的基础上,结合大型变速恒频风电机组的整机特点和控制方法的可行性,采用了功率闭环的变速控制策略;最后在自主研发的1．5MW变速恒频风电机组控制系统及变流器样机上,对变速运行的功率控制策略进行了大量实验和长期的现场试运行,验证了变速控制方式的可行性与实用性。     

变速恒频交流电机风力发电技术

简单介绍了变速恒频风力发电系统中出现的一些常用拓扑结构及功率调节技术。从功率变换装置、功率调节以及运行方式等方面分析比较了风力发电技术的特点。详细介绍了目前国内外采用交流电机的变速恒频风力发电系统的研究现状,并对风力发电机进行了展望。     

兆瓦级变速恒频风电机组变速变桨距控制技术研究

根据风速的大小,将变速恒频风力发电机组整个并网运行阶段划分为4个区域,每个区域采用不同的控制算法.在额定风速以上,为应对极端风况,引入2个变桨控制器,分别对发电机转速和加速度进行控制.利用风力发电领域权威仿真软件--GH Bladed对控制算法进行了仿真验证.将控制策略应用在某风力发电场的双馈风力发电机组上,获得了较为理想的效果.     

几种适合变速恒频风力发电机并网方式对比分析

双馈电机定子电压有效控制是变速恒频发电机实现无冲击电流并网的压控制进行研究,对比分析了空载并网方式、带负载并网方式以及“孤岛”并网方式,并指出了各自的优缺点.     

变速恒频双馈风力发电系统及其发展趋势

分析了变速恒频双馈风力发电系统的工作原理。结合风力机特性和双馈发电机特性,说明了变速恒频运行方式下的最优风能捕获策略,并介绍了风力发电系统的滑模变结构控制、自适应控制、鲁棒控制和人工神经网络控制。总结了变速恒频风力发电系统的发展趋势。     

变速恒频双馈风力发电系统及其发展趋势

分析了变速恒频双馈风力发电系统的工作原理。结合风力机特性和双馈发电机特性,说明了变速恒频运行方式下的最优风能捕获策略,并介绍了风力发电系统的滑模变结构控制、自适应控制、鲁棒控制和人工神经网络控制。总结了变速恒频风力发电系统的发展趋势。     

大功率变速恒频双馈风力发电变流控制技术

介绍了变速恒频双馈风力发电的基本原理与控制设计,建立包括风力机、双脉宽调制(PWM)功率变换器、双馈发电机在内的风力发电系统.着重以转子侧变换器为研究对象,分析了其实现最大风能追踪,有功功率、无功功率解耦的过程.基于该过程推导数学关系式,建立功率外环、转子电流内环控制的定子磁链定向控制模型,并通过1.5 MW双馈风力发电仿真模型验证了该矢量控制方法在双馈风力发电系统的适用性.